【摘 要】
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农田氮（N）、磷（P）等面源污染物的产生及入河是造成水体富营养化的主要原因。河网圩区旱地N、P排放过程既受到降雨过程的影响,也受到潮汐作用及泵站开关的影响,并且在入河过程中还受到沟渠底泥N、P释放影响,导致面源污染产生及入河过程尤其复杂。目前,对于面源污染的监测与研究主要采用田间样方,缺乏田间及入河过程协同监测方法和排放规律研究。为了解河网圩区旱地N、P和泥沙排放及其入河规律以及河道水体N污染来源
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农田氮（N）、磷（P）等面源污染物的产生及入河是造成水体富营养化的主要原因。河网圩区旱地N、P排放过程既受到降雨过程的影响,也受到潮汐作用及泵站开关的影响,并且在入河过程中还受到沟渠底泥N、P释放影响,导致面源污染产生及入河过程尤其复杂。目前,对于面源污染的监测与研究主要采用田间样方,缺乏田间及入河过程协同监测方法和排放规律研究。为了解河网圩区旱地N、P和泥沙排放及其入河规律以及河道水体N污染来源,本研究以位于长江下游的崇明岛旱地为研究对象,建立自动和人工协同取样方法,在自然降雨条件下,对旱地产流、沟渠入河过程进行高频率取样与连续监测,分析崇明岛河网圩区旱地农田降雨产流过程及旱地N、P排放和入河规律特征,并基于氮、氧双同位素技术解析河道N污染来源及贡献率,旨在为旱地面源污染的防治提供科学依据。主要研究结果如下:（1）降雨事件中径流量、径流系数均与降雨量呈显著相关关系（r=0.940,P＜0.01和r=0.706,P＜0.01）。旱地径流曲线数（CN）取值范围为29-88,且与10 cm土层前期土壤含水率(AMC10)相关关系最好,AMC10更适宜作为反映土壤持水能力的指标。旱地开始产流后,径流量峰值的发生时间均滞后于降雨量峰值。产流期间,沟渠水位增加速度显著高于河道,河道水位受到圩区开关闸的影响。旱地排水口和沟渠入河口径流速度与电导率（EC）呈现显著的负相关,降雨量增加了径流流量并产生了稀释效应,导致EC下降,EC可作为多普勒原理测量流速排除异常值的判别标准。（2）旱地径流中浊度与泥沙含量成显著的正相关（r=0.869,P＜0.01）,总磷（TP）浓度与总悬浮固体（TSS）浓度呈显著的正相关（r=0.786,P＜0.01）,浊度可以反映径流中泥沙和P的排放。总氮（TN）和硝态氮（NO3-–N）浓度均与EC有良好的正相关关系,降雨对旱地径流中TN和NO3-–N有一定的稀释作用,P浓度与EC呈显著负相关关系。旱地径流中浊度随降雨强度的增大而增大,EC随降雨强度的增大而减小。基于“浊度、电导率-径流速度”的滞后环（hysteresis loop）分析发现,浊度峰值相对径流速度的先后顺序为顺时针滞后,而EC相关的污染物主要为逆时针滞后。（3）峰值阶段持续时间主要受降雨量的影响,泥沙排放存在初期冲刷效应。TN、NO3-–N浓度随径流速度的升高而降低,TP和溶解性总磷（DTP）浓度与径流速度均呈显著的正相关关系（P＜0.01）。TN、NO3-–N的事件平均浓度（EMC）主要受到距施肥天数的影响,分别与距施肥天数呈显著的负相关（r=-0.786,P＜0.05和r=-0.609,P＜0.05）。P的EMC变化主要受平均降雨强度的影响（r=0.570,P＜0.05）,土壤翻耕和作物秸秆还田也会使得P的EMC上升。（4）泥沙的排放负荷主要受到降雨量的影响,7月份为旱地泥沙排放负荷的高峰时期。TN、NO3-–N的排放负荷主要受旱地施肥的影响,监测旱地径流中N的年负荷量为30.0 kg/hm~2;P的排放负荷主要受到降雨量的影响,P的年负荷量为1.9 kg/hm~2。NO3-–N为旱地N排放的主要形式,颗粒态磷（PP）为旱地P排放的主要形式。（5）底泥的释放造成了沟渠沿程NH4+–N和P浓度的升高。降雨和较高沟渠流速均能引起底泥的扰动,第一个降雨峰值引起的底泥厚度减少量与期间降雨量呈显著相关关系（r=0.980,P＜0.01）。（6）崇明岛主干河道水体中N主要以NO3-–N的形式存在,不同主干河道δ15N-NO3-取值范围差异较为明显,而δ18O-NO3-无显著差异。根据SIAR模型计算结果,崇明岛主干河道水体中NO3-–N主要来自于生活污水,降雨径流导致土壤N对NO3-–N的贡献率大大增加。4种来源对河道水体中NO3-–N的贡献度从大到小依次为生活污水＞土壤N＞肥料＞降雨,其中生活污水和土壤N的贡献率基本上都能超过30%。
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